JP2863610B2 - 蒸気タービン用復水器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は蒸気タービン用復水器に係り、特にプラント
の停止時にホットウェルを隔離する方式で起動時に復水
を脱気処理して給水する構造の復水器に好適な蒸気ター
ビン用復水器に関する。

〔従来の技術〕

従来の蒸気タービン用復水器は、特開昭60−57191号
公報に記載のようにプラント起動時には必ず復水器のホ
ットウェルに貯蔵されている復水を復水器出口と連結さ
れた復水器再循環配管で再循環すると同時に、脱気用加
熱蒸気噴射管により復水を加熱しながら行なう必要があ
り、起動に際して脱気用加熱蒸気を必要とすること以外
に、この構造では脱気運転のために起動時間が長くな
る。

また特開昭59−52192号公報に記載のように蒸気を凝
縮する管巣部と凝縮した復水を貯蔵するホットウェルの
間に隔壁を設け、この間を水シールにより隔離しながら
ホットウェルに復水を導くと共に、管巣部とホットウェ
ルの間には隔壁の下側のスペースへの空気の停滞を防止
するための隔離弁付き均圧管を設け、プラント停止時に
は水シールと均圧管中の隔離弁によりホットウェルの復
水と大気の直接接触を防止し、復水中への酸素の溶け込
みを少なくする方式のものがあるが、しかしこの方式も
プラントの停止時にはホットウェルの圧力が大気圧とな
るため、そのままで起動可能な溶存酸素量のレベルに保
つことは不可能である。

さらに上記従来例ではいずれも一長一短があるため、
これらを組み合わせたうえ、さらに上記水シールの代り
に均圧管と同様に隔離弁を設けた復水降水管を設置する
ことにより、シール効果をより高める方式が計画されて
いる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術のようにホットウェルの隔離方式と復水
の脱気構造を組み合わせて計画されている復水器では、
管巣で凝縮した復水をホットウェルに導く復水降水管お
よび均圧管にそれぞれ隔離弁が設けられており、この隔
離弁を閉じることによりホットウェルを隔離するもので
あるが、この実施においては隔離弁の口径がかなり大き
くなるうえ、しかも通常には弁の開閉頻度も非常に多い
ため、弁の径年劣化等により完全なシールの確保が困難
であると共に、弁からの漏洩空気量が弁の数に比例して
多くなる問題があり、弁の数を少なくする有効な手段が
望まれる。

本発明はプラント停止時のホットウェル隔離の漏洩空
気量を少なくするために、復水降水管に均圧管の機能も
兼ね備えた構造を採用して隔離弁の数の削減を図り、プ
ラント起動時にすみやかに脱気された給水を蒸気発生装
置に送ることのできる蒸気タービン用復水器を提供する
ことを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の蒸気タービン用
復水器は隔離弁を有する複数降水管の管壁を復水部の復
水がホットウェルに向って落下し、管中央部を非凝縮ガ
スまたは脱気用余剰蒸気が復水部に向って上昇する２つ
の流動を形成すべく、ホットウェルの水面より上部に出
口開口部を有する復水降水管を設置したものである。

また上記２つの流体が対向しながらスムーズな流動を
形成するように復水降水管中に整流装置（整流筒）を設
置したものである。

〔作 用〕

上記蒸気タービン用復水器の復水降水管は復水部とホ
ットウェル間の隔壁に開口部を有する円筒形状で、その
出口はホットウェルの水面より上部に位置するように垂
直方向に設けられてあるため、復水部からの復水は復水
降水管の外周部より流入し壁面を伝わって流下し、また
流下する復水は流量の増加と共に厚くなって流動するが
管中央部の流量は非常に少ないから、したがって復水流
量に対して復水降水管の口径を適切に選定することによ
り、管壁を復水が流れて中央部を非凝縮ガスまたは余剰
蒸気等の気体が互いに対向してスムーズに流動させるこ
とができ、さらに復水降水管の出口をホットウェルの水
面より上部に設定していることから従来は別途に設けて
いる均圧管の機能を兼ねさせることができる。

また復水降水管の入口部に整流筒などの整流装置を設
けて復水の流動を強制的に壁面のみになるように制約を
加えることにより、この制約の効果が復水降水管の下部
にまで及んで２つの流体の流動がよりスムーズになるか
ら、これにより復水降水管の口径縮小化が可能となる。
さらに上記復水降水管の壁面と整流筒との間に整流筒の
回りの案内羽根を設けると、よりスムーズな流動をうけ
ることも可能である。

〔実施例〕

以下に本発明の実施例を第１図から第５図により説明
する 第１図は本発明による蒸気タービン用復水器の一実施
例を示す断面図である。第１図において、復水器胴体１
にはタービからの蒸気を凝縮する管巣２を有する復水部
３と、凝縮した復水を貯水するホットウェルと、復水部
３とホットウェル４を区分するための水平方向の隔壁５
が設けられる。さらに隔壁５には復水をホットウェル４
に流下させるための隔離弁を有する復水降水管６が設け
られており、この復水降水管６の出口はホットウェル４
の水面より上部に設定されている。またホットウェル４
には隔壁５の直下に復水再循環装置７と、ホットウェル
４内で復水を滞留させるためのジグザクバッフル８と、
ジクザクバッフル８の形成するホットウエル４の復水出
口を末端とする連結した通路の入口部の水面下に蒸気噴
射による脱気用加熱装置９が設置される。

第２図は第１図の復水降水管６の部分詳細図である。
第２図において、本発明の一主要部である復水降水管６
には隔離弁10と、その入口に整流装置をなす整流筒11が
設けられる。なお、各図面を通じて同一符号は相当部分
を示す。

第３図は第１図の復水器の各運転モードの運転要領を
示す説明図である。第３図において、復水器の運転モー
ドとしては大別して、停止運転時と、起動運転時と、通
常運転時とがあり、それぞれの運転時における第１図お
よび第２図の復水の脱気手段と、復水再循環装置７と脱
気用加熱装置９と復水降水管隔離弁10の各装置の運転状
況と、その時の復水降水管６内を流れる復水と非凝縮ガ
スの流量の大小関係との概要が示される。その詳細を次
に示す。

停止運転時には、本発明の主目的がこの運転時に最適
の復水器を提供することにあるが、本発明の対象とする
復水器はプラントの起動・停止の頻度が多いものであ
り、その停止時にホットウェル４を完全に隔離して出来
る限り停止直前と同一圧力および溶存酸素量に保持しよ
うとするもので、そのためには隔離構造の信頼性が重要
である。この隔離を完全に行なうためには停止運転時に
大気側より高真空で保持されているホットウエル４への
空気の漏洩要因をなくすることであり、その手段として
有効なものが隔離弁等として設置される弁の数の削減と
その口径を小さくすることと、更に気密性をより高める
構造とすることである。

起動運転時には、起動運転の方法に比較的短時間の停
止後に起動されるホットスタートと、長時間の停止後に
起動されるコールドスタートとがあり、ホットスタート
は上記の停止運転の要領での停止状態からのスタートで
あって通常に脱気を目的とした運転は比較的短時間で可
能であり、一方のコールドスタートは隔離しない状態で
の停止時からのスタートであるため長時間の脱気操作が
必要となる。すなわち起動運転時にはいずれの場合にも
脱気操作が必要となり、これはホットウェル４の出口か
ら取り出した復水を復水再循環装置７により再循環させ
ながら、ホットウェル４の水面下に脱気加熱装置９より
蒸気を加えることにより、復水の加熱およびバブリング
による撹拌作用を利用して脱気を行う構造となってい
る。なお起動運転時には復水部３も真空状態であること
が必要で、復水部３にはタービンのグランドシール用の
排気蒸気が流入するのみであり（タービン排気は流入し
ない）、復水降水管６を流下させる復水流量は下記の通
常運転時より極めて少ない。一方脱気用加熱装置９によ
り導入されてバブリングに利用された余剰蒸気は復水降
水管６を通って復水部３に導入され、ここで復水となっ
てホットウェル４に回収される。したがって復水降水管
６内を下方より上方に流れる流量は下記の通常運転時よ
り多い。

通常運転時には、従来形の復水器と同様な運転方法で
蒸気発生装置への給水として必要な7ppb程度の溶存酸素
量とすることができるので、脱気用加熱装置９による蒸
気の導入は不要である。したがってタービン排気は管巣
２により凝縮され、凝縮された復水は復水降水管６によ
りホットウェル４に導びかれて、この時が最大の復水流
量となる。なお上向きに復水部３に流れる流量は主とし
てホットウェル４に漏洩する空気のみであり、上記の起
動運転時より非常に少ない。

上記のように復水降水管６の中の流動状況は復水器の
運転条件によって大きく異なり、その主な流動は起動時
においては脱気用加熱装置９によって導入された脱気蒸
気の余剰蒸気によるホットウェル４から復水部３に向う
上昇流であり、また通常運転時においてはタービン排気
の復水による復水部３からのホットウェル４に向う下降
流である。またこれらの上昇流と下降流が互いに最大流
量条件で重なり合うことは運転上ありえない。したがっ
て本発明の実施例では復水降水管６の寸法はこれらの両
者の流動条件を考慮して決定されると共に、起動運転時
の余剰蒸気の上昇流を考慮してその出口はホットウェル
４の水面より上部となるように設置される。これに対し
て従来例では起動運転時の余剰蒸気の復水部３への流動
には復水降水管６とは別個の通路として均圧管なるもの
が設けられており、この均圧管の寸法も復水降水管６と
ほぼ同様のものとなり、また停止運転時のために隔離弁
も当然必要となる。つまり本発明の実施例では従来例の
復水降水管と均圧管の機能を復水降水管６のみで実現す
ることが可能であり、これにより隔離弁の数の削減が可
能となって、停止運動時の空気漏洩を少なくしてホット
ウェル４に貯水されている復水の溶存酸素量の上昇を防
止できる。

さらに本実施例では復水降水管６の主な流動である起
動運転時の上昇流および通常運転時の下降流以外にそれ
ぞれ逆方向の小量の流れが生じるので、復水降水管６内
でこれらの２つの流れをスムーズにするように復水降水
管６の入口部に整流装置（整流筒）11が設けられる。こ
の整流装置11は復水部３より下降流（第２図の破線矢
印）として流動する復水を出来る限り復水降水管６の壁
面を高い密度で流動させると共に、中央部には浮力によ
り上昇流（第２図の実線矢印）となって流動する漏洩空
気または余剰空気等のガス状の流体用の通路を形成する
もので、復水降水管６と同様に円筒形状のものであって
復水降水管６と同心円上に配置される。

第４図は本発明による蒸気タービン用復水器の他の実
施例を示す復水降水管６の部分詳細図である。また第５
図は第４図のＡ−Ａ矢視図である。第４図および第５図
において、第１図および第２図のような復水器の復水降
水管６の入口部に設けた整流装置（整流筒）11と復水降
水管６との間で整流筒11の回りに案内羽根12が設置さ
れ、この案内羽根12は第５図に示すように整流筒11の中
心からの放射線に対して角度θの傾斜をもつように取り
付けられる。これにより復水は復水降水管６の壁面に向
って（実線矢印）強制的に誘導されると共に、遠心力に
より壁面部でより高い密度で流動することとなるうえ、
しかもその範囲が復水降水管６の下部にまで及ぶことと
なるため、整流筒11の効果をより高くすることができ
る。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので以下
に記載されるような効果を奏する。

復水器の復水降水管の出口をホットウェルの水面より
上部に設定することにより、通常運転時のホットウェル
への復水の導入および起動運転時の脱気蒸気の余剰蒸気
の復水部への導入の２つの機能を持たせることができ
て、従来の均圧管が不要となるので停止運転時のホット
ウェル隔離がより確実となり、したがって復水中の溶存
酸素量をより少なく保持できてプラントの起動時間の短
縮が図れる。

また復水降水管に整流筒を設けることにより、復水降
水管中の流動をスムーズにできるので寸法の削減が図れ
る。

さらに整流筒の回りに案内羽根を設けることにより、
復水降水管内の流動をよりスムーズにできるので安定し
た復水器の運転ができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明による蒸気タービン用復水器の一実施例
を示す断面図、第２図は第１図の復水降水管の部分詳細
図、第３図は第１図の各運転モードの運転要領説明図、
第４図は本発明による蒸気タービン用復水器の他の実施
例を示す復水降水管の部分詳細図、第５図は第４図Ａ−
Ａ矢視図である。 １……復水器胴体、２……管巣、３……復水部、４……
ホットウェル、５……隔壁、６……復水降水管、７……
復水再循環装置、８……バッフル、９……脱気用加熱装
置、10……隔離弁、11……整流筒、12……案内羽根。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タービンの排気を凝縮する管巣を有する復
   水部と復水部からの復水を貯蔵するホットウェルとの間
   に隔壁を設けると共に、この隔壁に復水部からホットウ
   ェルに復水を導くための隔離弁を有する復水降水管を設
   けた蒸気タービン用復水器において、復水降水管の出口
   部をホットウェルの水面により上部したことを特徴とす
   る蒸気タービン用復水器。
2. 【請求項２】復水降水管の中に種類の異なった流体を互
   いに逆方向に流動させるための整流装置を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の蒸気タービン用復水器。
3. 【請求項３】復水降水管の内壁と整流装置をなす整流筒
   との間に案内羽根を設けたことを特徴とする請求項２記
   載の蒸気タービン用復水器。
4. 【請求項４】ホットウェルの復水出口を末端とする連結
   した通路の入口部の水面下に蒸気噴射による蒸気加熱装
   置を設けてなる脱気手段を備えたことを特徴とする請求
   項１記載の蒸気タービン用復水器。